光電子系統(tǒng)的低損耗和大帶寬的能力使其在微波信號(hào)的處理和傳輸上備受吸引力。與此同時(shí),人們對(duì)高容量通信系統(tǒng)的需求也使得微波技術(shù)在光發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中被廣泛使用。這兩種趨勢(shì)促使了微波光子學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。微波光子學(xué)利用光學(xué)的處理方法來(lái)代替電域的處理方法,具有低損耗、大帶寬、質(zhì)量輕和抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn),在軍事通信、民用通信、商用通信、有線電視、天文探索、光信號(hào)處理以及光交換網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。光注入技術(shù)可以優(yōu)化分布反饋式(DFB)半導(dǎo)體激光器的工作性能,能夠讓半導(dǎo)體激光器表現(xiàn)出豐富多樣的光學(xué)特性。半導(dǎo)體激光器在光注入鎖定的情況下具有擴(kuò)大調(diào)制帶寬、增強(qiáng)諧振峰、降低調(diào)制信號(hào)啁啾和減小系統(tǒng)噪聲等特性。此外,當(dāng)有多種頻成分的光注入到半導(dǎo)體激光器時(shí),半導(dǎo)體激光器對(duì)注入光中特定波長(zhǎng)的光起選擇性放大作用,這在微波光子學(xué)領(lǐng)域有及其重要的實(shí)用價(jià)值。論文以微波光子學(xué)的應(yīng)用為導(dǎo)向,探索了光注入半導(dǎo)體激光器的特點(diǎn),并基于光注入半導(dǎo)體提出了新的微波光子濾波器以及全光信號(hào)上變頻方案。本論文的整體架構(gòu)如下:1、本章主要介紹了微波光子學(xué)的研究領(lǐng)域和意義,然后對(duì)光注入半導(dǎo)體激光器進(jìn)行了理論分析和概述。2、本章主要介紹了基于光注入DFB激光器產(chǎn)生的單邊帶調(diào)制以及嵌入型OEO實(shí)現(xiàn)的光子學(xué)全光信號(hào)上變頻方案。通過(guò)光注入鎖定一個(gè)直接調(diào)制的DFB半導(dǎo)體激光器,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)接近OdB光載波抑制比(OCSR)的單邊帶調(diào)制,成功地避免了傳統(tǒng)雙邊帶調(diào)制的光學(xué)信號(hào)在傳輸過(guò)程中的周期性衰落效應(yīng)。系統(tǒng)嵌入的OEO提供了一個(gè)頻率為10.66 GHz的本振信號(hào),以實(shí)現(xiàn)光學(xué)信號(hào)的上變頻,其在10-kHz偏移頻率處的相位噪聲為-102.96dBc/Hz。本方案中,我們同樣使用了一個(gè)射頻信號(hào)源作為對(duì)比,其在10-kHz偏移頻率處的相位噪聲為-92 dBc/Hz,顯然我們的方案便顯出更好的低相位噪聲特性。這使得上變頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了低成本、高集成度。在實(shí)驗(yàn)中,數(shù)據(jù)速率高達(dá)2.5 Gb/s的基帶信號(hào)可以在輸出頻率為10.66 GHz的OEO成功進(jìn)行上變頻。由于SSB調(diào)制,光纖傳輸后的上變頻信號(hào)沒(méi)有出現(xiàn)功率衰減,表明了該方案的無(wú)色散補(bǔ)償傳輸特性。3、本章對(duì)基于光注入半導(dǎo)體鎖定激光器的微波光子濾波器(MPF)進(jìn)行了研究,我們提出了一種基于光注入FP激光器的單通帶微波光子濾波器,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證�；诠庾⑷敕ú祭�-珀羅(F-P)激光器的波長(zhǎng)選擇性放大理論,我們提出了一種窄帶可調(diào)諧的微波光子濾波器,來(lái)自主激光器的光波加到相位調(diào)制器上,產(chǎn)生的相位調(diào)制的信號(hào)通過(guò)環(huán)形器進(jìn)入從激光器。通過(guò)改變失諧頻率,注入功率比以及偏置電流等注入?yún)?shù),實(shí)現(xiàn)了 3dB帶寬為275MHz、帶外抑制比為27.9dB以及可調(diào)諧范圍為9-32GHz的微波光子濾波器。然后,我們?cè)谙到y(tǒng)中巧妙地加入了一個(gè)可調(diào)諧激光器,用來(lái)鎖定F-P半導(dǎo)體激光器的另一個(gè)波長(zhǎng),從而實(shí)現(xiàn)了一個(gè)可調(diào)諧的雙通帶微波光子濾波器。4、本章是整篇論文的概括和展望。
【學(xué)位單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN248

【參考文獻(xiàn)】

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1 吳丹寧;吳遠(yuǎn)大;王s

本文編號(hào)：2807941